[发明专利]一种心电信号质量检测方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学信号处理技术领域，特别是一种心电信号质量检测方法与装置。

背景技术

当今医学上，心血管疾病属于发病率和死亡率最高的疾病之一，有效预防和诊断心脏病成为急需解决的重要问题之一。心电信号是诊断心血管疾病和评估心脏功能的主要依据，因此关于心电信号检测和处理的研究一直备受关注，心电图作为一种无创的检测技术，因诊断方法简单、无痛无害等特点，一直是诊断心脏病的主要技术之一，在心血管疾病的诊断中发挥了极其重要的作用。

但是心电信号的采集非常容易受到各种因素的影响，如采集设备、人为因素、环境因素以及高频杂音等造成的噪声，导致采集到的信号出现质量问题，严重影响心电信号的分析与诊断，因此在对心电信号分析诊断之前，使用有效的方式检测出心电信号的质量并提取出质量好的信号进行分析和诊断，具有极其迫切的现实需求。

当前心电信号质量检测方法有许多种，主要是通过信号波形的频域分析和时域分析来判断信号波形质量。其中频域分析主要有三种方法：

(1)通过提取原始信号频谱的高频分量来判断波形质量。

(2)对原始信号进行带通滤波处理，提取处理后的信号频谱的高频分量来判断波形质量。

(3)通过提取原始信号能量包络的频谱来判断波形质量。

然而正常波形和非正常波形在频谱上虽然存在一定差异，却没有很明显的界限，导致以上三种方法容易出现对信号的漏检和误检，无法对信号质量作出准确判断。

时域分析主要有以下两种方法：

(1)基于波形质量差的区域，香农能量包络在一定时间内无法回零的原理，通过统计香农能量包络中小于阈值点的个数来判断波形质量。但是这种方法容易出现误判。

(2)通过多阈值分布的方法来判断波形质量。缺点在于不易取得合适的阈值。

发明内容

本发明的目的是提供一种心电信号质量检测方法与装置，旨在解决当前心电信号质量检测算法复杂度较高，需要耗费大量的资源，而无法准确判定心电信号质量而影响分析和诊断的问题，实现准确度高、复杂性低的技术效果。

为达到上述技术目的，本发明提供了一种心电信号质量检测方法，包括以下步骤：

S1、对心电信号进行能量包络提取；

S2、对能量包络进行差分运算；

S3、分段统计窗口内过零点；

S4、根据阈值判定信号质量。

优选地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S101、对心电信号进行归一化处理；

S102、计算归一化心电信号的香农能量；

S103、对所述香农能量进行平滑处理；

S104、提取香农能量包络。

优选地，所述过零点根据以下公式确定：

y(t-1)＜0且y(t)＞0，或

y(t-1)＞0且y(t)＜0

y(t)为香农能量差分运算值。

优选地，所述步骤S4具体为：设定所述阈值为所有窗口内过零点个数的平均值，当窗口内过零点数量大于所述阈值，则判定信号质量不合格；当窗口内过零点数量小于所述阈值，则判定信号质量合格。

本发明还提供了一种心电信号质量检测装置，包括：

能量包络提取模块，用于对心电信号进行能量包络提取；

差分运算模块，用于对能量包络进行差分运算；

过零点统计模块，用于分段统计窗口内过零点；

信号质量判定模块，用于根据阈值判定信号质量。

优选地，所述能量包络提取模块包括：

归一化处理单元，用于对心电信号进行归一化处理；

香农能量计算单元，用于计算归一化心电信号的香农能量；

平滑处理单元，用于对所述香农能量进行平滑处理；

提取单元，用于提取香农能量包络。

优选地，所述过零点根据以下公式确定：

y(t-1)＜0且y(t)＞0，或

y(t-1)＞0且y(t)＜0

y(t)为香农能量差分运算值。

优选地，所述信号质量判定模块包括：

阈值设定单元，用于设定窗口过零点阈值；

判定单元，用于将窗口过零点数量与所述阈值进行对比，当窗口内过零点数量大于所述阈值，则判定信号质量不合格；当窗口内过零点数量小于所述阈值，则判定信号质量合格。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：